中心議題：

• 過電壓的產生與再生製動
• 過電壓的防止措施
• 再生製動的方法

解決方案：

• 能量消耗型
• 並聯直流母線吸收型
• 能量回饋型

過電壓的產生與再生製動

suoweibianpinqideguodianya，shizhiyouyuzhongzhongyuanyinzaochengdebianpinqidianyachaoguoedingdianya，jizhongbiaoxianzaibianpinqizhiliumuxiandezhiliudianyashang。zhengchanggongzuoshi，bianpinqizhiliubudianyaweisanxiangquanbozhengliuhoudepingjunzhi。ruoyi380V線電壓計算
，則平均直流電壓Ud=1.35U線=513V。

在過電壓發生時
，直流母線上的儲能電容將被充電，當電壓上升至700V左右時，（因機型而異）變頻器過電壓保護動作。造成過電壓的原因主要有兩種：電源過電壓和再生過電壓。電源過電壓是指因電源電壓過高而使直流母線電壓超過額定值。而現在大部分變頻器的輸入電壓最高可達460V，因此，電源引起的過電壓極為少見。

本文主要討論的問題是再生過電壓。產生再生過電壓主要有以下原因：當大GD2（飛輪力矩）負載減速時變頻器減速時間設定過短；電機受外力影響（風機
、牽伸機）或位能負載（電梯
、起重機）xiafang。youyuzhexieyuanyin，shidianjishijizhuansugaoyubianpinqidezhilingzhuansu，yejiushishuo

，dianjizhuanzizhuansuchaoguoletongbuzhuansu
，zheshidianjidezhuanchalvweifu，zhuanziraozuqiegexuanzhuancichangdefangxiangyudiandongjizhuangtaishixiangfan，qichanshengdediancizhuanjuweizuaixuanzhuanfangxiangdezhidongzhuanju。suoyidiandongjishijishangchuyufadianzhuangtai
，fuzaidedongnengbei“再生”成為電能。

再生能量經逆變部續流二極管對變頻器直流儲能電容器充(chong)電(dian)，使(shi)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)電(dian)壓(ya)上(shang)升(sheng)
，這(zhe)就(jiu)是(shi)再(zai)生(sheng)過(guo)電(dian)壓(ya)。因(yin)再(zai)生(sheng)過(guo)電(dian)壓(ya)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)轉(zhuan)矩(ju)與(yu)原(yuan)轉(zhuan)矩(ju)相(xiang)反(fan)，為(wei)製(zhi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)
，因(yin)此(ci)再(zai)生(sheng)過(guo)電(dian)壓(ya)的(de)過(guo)程(cheng)也(ye)就(jiu)是(shi)再(zai)生(sheng)製(zhi)動(dong)的(de)過(guo)程(cheng)。換(huan)句(ju)話(hua)說(shuo)，消(xiao)除(chu)了(le)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)，也(ye)就(jiu)提(ti)高(gao)了(le)製(zhi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)。如(ru)果(guo)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)不(bu)大(da)，因(yin)變(bian)頻(pin)器(qi)與(yu)電(dian)機(ji)本(ben)身(shen)具(ju)有(you)20%的(de)再(zai)生(sheng)製(zhi)動(dong)能(neng)力(li)
，這(zhe)部(bu)分(fen)電(dian)能(neng)將(jiang)被(bei)變(bian)頻(pin)器(qi)及(ji)電(dian)機(ji)消(xiao)耗(hao)掉(diao)。若(ruo)這(zhe)部(bu)分(fen)能(neng)量(liang)超(chao)過(guo)了(le)變(bian)頻(pin)器(qi)與(yu)電(dian)機(ji)的(de)消(xiao)耗(hao)能(neng)力(li)，直(zhi)流(liu)回(hui)路(lu)的(de)電(dian)容(rong)將(jiang)被(bei)過(guo)充(chong)電(dian)
，變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)過(guo)電(dian)壓(ya)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)動(dong)作(zuo)
，使(shi)運(yun)行(xing)停(ting)止(zhi)。為(wei)避(bi)免(mian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)的(de)發(fa)生(sheng)
，必(bi)須(xu)將(jiang)這(zhe)部(bu)分(fen)能(neng)量(liang)及(ji)時(shi)的(de)處(chu)理(li)掉(diao)，同(tong)時(shi)也(ye)提(ti)高(gao)了(le)製(zhi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)，這(zhe)就(jiu)是(shi)再(zai)生(sheng)製(zhi)動(dong)的(de)目(mu)的(de)。

過電壓的防止措施

youyuguodianyachanshengdeyuanyinbutong
，yinercaiqudeduiceyebuxiangtong。duiyuzaitingcheguochengzhongchanshengdeguodianyaxianxiang，ruguoduitingcheshijianhuoweizhiwuteshuyaoqiu，namekeyicaiyongyanchangbianpinqijiansushijianhuoziyoutingchedefangfalaijiejue。suoweiziyoutingchejibianpinqijiangzhukaiguanqijianduankai

，rangdianjiziyouhuaxingtingzhi。

如果對停車時間或停車位置有一定的要求，那麼可以采用直流製動（DC製動）gongneng。zhiliuzhidonggongnengshijiangdianjijiansudaoyidingpinlvhou，zaidianjidingziraozuzhongtongruzhiliudian，xingchengyigejingzhidecichang。dianjizhuanziraozuqiegezhegecichangerchanshengyigezhidongzhuanju，shifuzaidedongnengbianchengdiannengyireliangdexingshixiaohaoyudianjizhuanzihuiluzhong，yincizhezhongzhidongyouchengzuonenghaozhidong。zaizhiliuzhidongdeguochengzhongshijishangbaohanlezaishengzhidongyunenghaozhidonglianggeguocheng。zhezhongzhidongfangfaxiaolvjinweizaishengzhidongde30-60％，zhidongzhuanjujiaoxiao。youyujiangnengliangxiaohaoyudianjizhonghuishidianjiguore，suoyizhidongshijianbuyiguochang。erqiezhiliuzhidongkaishipinlv
，zhidongshijianjizhidongdianyadedaxiaojunweirengongsheding，bunenggenjuzaishengdianyadegaodizidongtiaojie，yinerzhiliuzhidongbunengyongyuzhengchangyunxingzhongchanshengdeguodianya，zhinengyongyutingcheshidezhidong。
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對於減速（從高速轉為低速
，但不停車）時因負載的GD2（飛輪轉矩）guodaerchanshengdeguodianya，keyicaiqushidangyanchangjiansushijiandefangfalaijiejue。qishizhezhongfangfayeshiliyongzaishengzhidongyuanli，yanchangjiansushijianzhishikongzhifuzaidezaishengdianyaduibianpinqidechongdiansudu，shibianpinqibenshende20%的再生製動能力得到合理利用而已。至於那些由於外力的作用（包括位能下放）而(er)使(shi)電(dian)機(ji)處(chu)於(yu)再(zai)生(sheng)狀(zhuang)態(tai)的(de)負(fu)載(zai)，因(yin)其(qi)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)於(yu)製(zhi)動(dong)狀(zhuang)態(tai)，再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)過(guo)高(gao)無(wu)法(fa)由(you)變(bian)頻(pin)器(qi)本(ben)身(shen)消(xiao)耗(hao)掉(diao)，因(yin)此(ci)不(bu)可(ke)能(neng)采(cai)用(yong)直(zhi)流(liu)製(zhi)動(dong)或(huo)延(yan)長(chang)減(jian)速(su)時(shi)間(jian)的(de)方(fang)法(fa)。

再生製動與直流製動相比，具有較高的製動轉矩，而且製動轉矩的大小可以跟據負載所需的製動力矩（即再生能量的高低）由變頻器的製動單元自動控製。因此再生製動最適用於在正常工作過程中為負載提供製動轉矩。

再生製動的方法：

1．能量消耗型：

這種方法是在變頻器直流回路中並聯一個製動電阻，通過檢測直流母線電壓來控製一個功率管的通斷。在直流母線電壓上升至700V左(zuo)右(you)時(shi)，功(gong)率(lv)管(guan)導(dao)通(tong)，將(jiang)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)通(tong)入(ru)電(dian)阻(zu)，以(yi)熱(re)能(neng)的(de)形(xing)式(shi)消(xiao)耗(hao)掉(diao)，從(cong)而(er)防(fang)止(zhi)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)的(de)上(shang)升(sheng)。由(you)於(yu)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)沒(mei)能(neng)得(de)到(dao)利(li)用(yong)
，因(yin)此(ci)屬(shu)於(yu)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)型(xing)。同(tong)為(wei)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)型(xing)
，它(ta)與(yu)直(zhi)流(liu)製(zhi)動(dong)的(de)不(bu)同(tong)點(dian)是(shi)將(jiang)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)於(yu)電(dian)機(ji)之(zhi)外(wai)的(de)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)上(shang)，電(dian)機(ji)不(bu)會(hui)過(guo)熱(re)
，因(yin)而(er)可(ke)以(yi)較(jiao)頻(pin)繁(fan)的(de)工(gong)作(zuo)。

2．並聯直流母線吸收型：

適用於多電機傳動係統（如牽伸機），在(zai)這(zhe)個(ge)係(xi)統(tong)中(zhong)，每(mei)台(tai)電(dian)機(ji)均(jun)需(xu)一(yi)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)，多(duo)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)共(gong)用(yong)一(yi)個(ge)網(wang)側(ce)變(bian)流(liu)器(qi)
，所(suo)有(you)的(de)逆(ni)變(bian)部(bu)並(bing)接(jie)在(zai)一(yi)條(tiao)共(gong)用(yong)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)上(shang)。這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)中(zhong)往(wang)往(wang)有(you)一(yi)台(tai)或(huo)數(shu)台(tai)電(dian)機(ji)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)於(yu)製(zhi)動(dong)狀(zhuang)態(tai)
，處(chu)於(yu)製(zhi)動(dong)狀(zhuang)態(tai)的(de)電(dian)機(ji)被(bei)其(qi)它(ta)電(dian)動(dong)機(ji)拖(tuo)動(dong)
，產(chan)生(sheng)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)，這(zhe)些(xie)能(neng)量(liang)再(zai)通(tong)過(guo)並(bing)聯(lian)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)被(bei)處(chu)於(yu)電(dian)動(dong)狀(zhuang)態(tai)的(de)電(dian)機(ji)所(suo)吸(xi)收(shou)。在(zai)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)吸(xi)收(shou)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，則(ze)通(tong)過(guo)共(gong)用(yong)的(de)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)消(xiao)耗(hao)掉(diao)。這(zhe)裏(li)的(de)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)部(bu)分(fen)被(bei)吸(xi)收(shou)利(li)用(yong)，但(dan)沒(mei)有(you)回(hui)饋(kui)到(dao)電(dian)網(wang)中(zhong)。

3．能量回饋型：

能(neng)量(liang)回(hui)饋(kui)型(xing)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)網(wang)側(ce)變(bian)流(liu)器(qi)是(shi)可(ke)逆(ni)的(de)，當(dang)有(you)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)產(chan)生(sheng)時(shi)，可(ke)逆(ni)變(bian)流(liu)器(qi)將(jiang)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)回(hui)饋(kui)給(gei)電(dian)網(wang)
，使(shi)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)得(de)到(dao)完(wan)全(quan)利(li)用(yong)。但(dan)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)對(dui)電(dian)源(yuan)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)，一(yi)旦(dan)突(tu)然(ran)停(ting)電(dian)


，將(jiang)發(fa)生(sheng)逆(ni)變(bian)顛(dian)覆(fu)。
再生製動的應用

一條化纖長絲牽伸生產線，由三台牽伸機組成，分別由三台電機驅動。一輥電機功率22KW、4極，采用蝸杆減速器，速比為25：1；二輥電機功率37KW
、4極
，蝸杆減速器，速比16：1；三輥電機功率45KW，采用圓柱齒輪減速器
，速比6：1。電機分別采用華為TD2000-22KW三墾IHF37K，45K變頻器驅動。三台變頻器根據牽伸比及速比采用比例控製。它的工作過程是這樣的：絲束繞在一輥、二輥、三輥上
，由變頻器控製三輥之間不同的速度對絲束進行牽伸。

開車調試時因牽伸比小，絲束總旦較低，係統開車正常。在投產一段時間後，由於工藝調整，增大了牽伸比及絲束總旦，（牽伸比由工藝決定，總旦通俗的說，就是絲束的粗細及根數多少，總旦越高
，絲束越粗。牽伸倍數或總旦越大，三輥對二輥、一輥的拖力越大。）這時出現了問題。開車時間不長，一輥變頻器頻繁顯示SC（過電壓防止）

，二輥變頻器偶爾也有這種現象。時間稍長
，一輥變頻器保護停機
，故障顯示E006（過電壓）。

通過對故障現象進行仔細的分析
，得出以下結論：由於一輥與二輥之間的牽伸比占總牽伸倍數的70%
，而二輥

、三(san)輥(gun)電(dian)機(ji)功(gong)率(lv)均(jun)大(da)於(yu)一(yi)輥(gun)，因(yin)此(ci)一(yi)輥(gun)電(dian)機(ji)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)於(yu)發(fa)電(dian)狀(zhuang)態(tai)，它(ta)必(bi)須(xu)產(chan)生(sheng)足(zu)夠(gou)的(de)製(zhi)動(dong)力(li)矩(ju)，才(cai)能(neng)保(bao)證(zheng)牽(qian)伸(shen)倍(bei)數(shu)。二(er)輥(gun)則(ze)根(gen)據(ju)工(gong)藝(yi)狀(zhuang)況(kuang)工(gong)作(zuo)於(yu)電(dian)動(dong)與(yu)製(zhi)動(dong)狀(zhuang)態(tai)之(zhi)間(jian)
，隻(zhi)有(you)三(san)輥(gun)為(wei)電(dian)動(dong)狀(zhuang)態(tai)。

也就是說，一輥變頻器若不能將電機產生的再生能量處理掉，它就不能產生足夠的製動力矩，那麼將會被二輥“拖跑”。被“拖跑”的主要原因在於變頻器為防止過電壓跳閘而采取的自動提高輸出頻率的功能（即“SC”失速防止功能）。

bianpinqiweilejiangdizaishengnengliang
，jianghuizidongzengjiadianjizhuansu，shitujiangdizaishengdianya
，danshiyinzaishengnengliangguogao
，suoyibingbunengzuzhiguodianyadefasheng。yinci
，wentidejiaodianshibixubaozhengyigun、二輥電機具有足夠的製動力矩。增加一輥、二輥電機及變頻器容量可以達到這個目的，但這顯然是不經濟的。而將一輥、二輥產生的過電壓及時處理掉
，不讓變頻器的直流電壓升高，也能夠提供足夠的製動力矩。

由於在係統設計時未考慮到這點，采用共用直流母線吸收型或能量回饋型的方法已不可能。經仔細論證，隻有采用將一輥、二輥變頻器各增加一組外接製動單元的方案。經計算選用了兩組華為TDB-4C01-0300製zhi動dong組zu件jian。開kai車che後hou兩liang組zu製zhi動dong單dan元yuan電dian阻zu尤you其qi是shi一yi輥gun製zhi動dong阻zu工gong作zuo頻pin率lv非fei常chang之zhi高gao，說shuo明ming我wo們men的de分fen析xi是shi正zheng確que的de。整zheng個ge係xi統tong運yun行xing近jin一yi年nian，再zai也ye沒mei有you發fa生sheng過guo過guo電dian壓ya現xian象xiang。

本ben文wen詳xiang細xi說shuo明ming了le變bian頻pin器qi產chan生sheng過guo電dian壓ya的de各ge種zhong原yuan因yin及ji相xiang應ying的de防fang止zhi措cuo施shi
，討tao論lun了le再zai生sheng製zhi動dong的de幾ji種zhong方fang式shi，並bing通tong過guo應ying用yong實shi例li對dui過guo電dian壓ya的de防fang止zhi及ji再zai生sheng製zhi動dong的de應ying用yong進jin行xing了le仔zai細xi的de分fen析xi。結jie果guo證zheng明ming，再zai生sheng製zhi動dong功gong能neng是shi解jie決jue過guo電dian壓ya現xian象xiang的de最zui主zhu要yao的de方fang法fa。